第二章 帷幕牆受風破壞案例之回顧
帷幕牆系統遭受風壓、隨風飄散物撞擊或溫差效應時破壞之可能成因包含支 撐系統(如直料、橫料或繫件等)或面材(如玻璃、鋁版或混凝土版等)的設計強度 不足或變形過大。本報告從第四章開始針對帷幕牆耐風設計作詳盡的探討,以確 保相關支撐系統及面材符合設計強度與變形的要求。
帷幕牆之破壞樣態及其成因繁多,本章著重於帷幕牆受風破壞案例之回顧,
將彙整相關文獻及新聞報導,簡要歸納成以下兩節。
第一節 國內破壞案例
國內帷幕牆受風破壞案例甚多,各家新聞媒體曾報導利澤垃圾焚化廠(2015;
杜鵑颱風)、新光人壽陽光科技大樓(2005;泰利颱風)及地球村(2016;梅姬颱風) 等破壞案例,但資料不甚完整與精確,且欠缺後續追蹤報導。在「建築物受風災 損壞原因實際案例調查研究」(陳瑞鈴、張景鐘等,2012)中有較詳盡之風災調查,
包含美侖飯店(2005;海棠颱風)、利澤垃圾焚化廠(2008;薔蜜颱風)及和平電廠 (2004;納坦颱風),分別簡述如下。
壹、 花蓮美侖飯店
於 2005 年 7 月海棠颱風登陸期間,餐廳之玻璃帷幕牆從一邊開始破壞,開 口使得建築物內風壓急速上升,引致其他玻璃破壞如圖 2- 1 所示,甚至造成飯店 大門的破壞。其中,可能破壞成因包含隨風飄散物的撞擊、玻璃帷幕牆所採用的 懸吊支架支撐力不足、工人未確實按圖施工或是維護人員未完整的對玻璃帷幕牆 的結構系統做詳細檢查與維護。
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圖 2- 1 美侖飯店餐廳玻璃帷幕牆破壞後場景 (資料來源:陳瑞鈴、張景鐘等,2012)
貳、 利澤垃圾焚化廠
於 2008 年 9 月薔蜜颱風登陸期間,該廠房部分外牆之外部被覆物為輕質預 鑄式水泥板(萊特板),該材料可能因為抗風強度不足而產生預期外的破壞如圖 2- 2 所示,開口使得建築物內風壓急速上升,引致其他萊特板破壞及鐵皮屋頂被 掀起,損毀的萊特板隨風飄散,撞毀焚化設備、電力系統及行政大樓的玻璃窗等,
甚至是內部裝潢。
圖 2- 2 利澤垃圾焚化廠萊特板破壞後場景 (資料來源:陳瑞鈴、張景鐘等,2012)
參、 和平電廠
於 2004 年 10 月納坦颱風導致煤倉 Dome B 屋頂的上半部結構崩壞。於 2005 年 7 月海棠颱風造成煤倉 Dome A 跟煤倉 Dome C 屋頂的上半部結構造成嚴重破 壞。其中,可能破壞成因包含隨風飄散物的撞擊,及結構上開口使煤倉由「封閉 式建築物」轉為「部分封閉式建築物」,導致意料之外的破壞等。
第二節 國外破壞案例
本節簡述國外破壞案例,包含 John Hancock Tower(1970)、Super Photon ring-8 GeV(2004) 、 Louisiana Superdome(2005) 及 Sultan Mizan Zainal Abidin Stadium(2009)。
貳、 John Hancock Tower
在 1970 年代,這棟位於美國波士頓之建築物,因為工程上的缺失而在工程
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界留名,其中包括從 1971 年完工驗收延宕至 1976 年,使得成本從七千五百萬美 元增加到ㄧ億七千五百萬美元。
建築物在每小時 72 公里風速之吹襲下,其表面之藍色反光玻璃掉落到鄰近 人行道上。事後數個風洞試驗結果指出原設計未考慮因結構扭曲造成之玻璃變位、
未妥適考慮熱應力的反覆作用且內外玻璃間的膠合材料過於剛硬。最後斥資五百 萬到七百萬美元,更換該建築物所有玻璃面板。
此外,當風吹襲建築物時,位於較高層的使用者會感到頭暈。為了減緩風所 產生的晃動,於第 58 層兩側加裝兩個調質阻尼器位,其成本約為三百萬美元。
另外,為了確保該建築物受風的穩定性而加裝鋼斜撐,其成本約為五百萬美元。
參、 Super Photon ring-8 GeV ( S P ring-8)
於 2004 年 8 月佳芭颱風對日本兵庫縣的 S P ring-8,造成南側屋頂的一部分 損壞,及樓內的雨水浸濕。大約一個星期後桑達颱風登陸,在東北側屋頂被損壞。
其中,可能破壞成因包含折板屋頂無法承擔風力而彎曲變形、螺栓發生破損或劣 化,亦或是在颱風來臨時螺栓發生滑動而導致屋頂沒有支撐而破壞等。
肆、 Louisiana Superdome
於 2005 年 8 月卡崔娜颱風登陸美國路易西安納州,造成紐奧良巨蛋的屋頂 被掀開了一半以上。其中,可能破壞成因包含水氣經由貫穿整個屋頂的孔洞使結 構發生腐蝕,孔開使得建築物內風壓急速上升,造成大部分外層的薄板發生變形,
脫離主構架,甚至飛散到鄰近區域。
伍、 Sultan Mizan Zainal Abidin Stadium
於 2009 年 6 月 2 日在馬來西亞的體育館屋頂倒塌。其中,可能破壞成因包 含設計強度不足、結構幾何所造成的應力集中、施工督導不周、材料品質不良、
大跨度設計使結構因熱脹冷縮而產生殘留應力與屋頂受風面積過大。
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9 (Stick System) 、窗間牆式(Column-Cover-and-Spandrel System) 、格版式(Panel System)、複合式或半單元式(Unit-and-Mullion System) 及單元式(Unitized System),
各系統的細節將在此章後段依節介紹。